如图所示：立方体浸没在水中,左右两个力相对应的部位,距液面的深度相同,水对它们的压强相等,受到的压力相等,方向相反,互相平衡. 下表面受到的压强大于上表面受到的压强.上下的表面积相 …
浮力计算的公式为什么是向上减向下
浮力计算的公式通常表示为 F浮 = F向上 - F向下，其中F向上是液体对物体下表面向上的压力，F向下是液体对物体上表面向下的压力。这个“向上减向下”的核心逻辑，源于浮力产生的根本原因——液体内部压强差。根据帕斯卡原理，液体内部压强随深度增加而增大。当一个物体浸入液体时，其下表面所处的深度通常大于上表面所处的深度，因此下表面受到的液体压强大于上表面受到的压强。由于压力等于压强乘以受力面积，在物体侧面压力相互抵消的前提下，下表面受到的向上压力就会大于上表面受到的向下压力，这个压力差就是浮力。因此，公式从本质上刻画了这种由深度差异导致的压力不平衡。
从公式到阿基米德原理
“向上减向下”的公式可以自然地推导出经典的阿基米德原理。假设一个规则长方体完全浸没在液体中，其上下表面积均为S，上表面深度为h1，下表面深度为h2。则F向下 = ρ液 g h1 * S，F向上 = ρ液 g h2 * S。那么浮力 F浮 = ρ液 g S (h2 - h1) = ρ液 g S * h，这里的h正是物体的高度。而S*h恰好等于物体排开液体的体积V排。因此，F浮 = ρ液 g V排。这个推导过程清晰地展示了，“向上减向下”的压力差计算，最终等价于物体所排开液体所受的重力，二者是同一物理本质的两种数学表达。
理解这个公式对于分析复杂情况尤为重要。例如，当物体底部紧密接触容器底部时，可能没有液体产生向上的压力，此时F向上为零或很小，浮力公式直接反映出浮力会显著减小甚至消失。这比单纯记忆“排开水重”更能揭示问题的物理图景。因此，“向上减向下”不仅是浮力的计算公式，更是理解浮力源于压力差这一物理图像的关键桥梁。
